技术摘要:
一种改善硅碳软包锂离子电池循环寿命的化成方法,包括采用温控设备对电芯进行低温静置处理;对电芯进行加压;对电芯梯度小倍率充电,第一阶段充电至可逆容量的6%~15%,充电电流范围为0.02C~0.05C;第二阶段充电至可逆容量的20%~40%,充电电流范围为0.05C~0.2C;第三阶 全部
背景技术:
受日益严重的能源危机和不断加大的环境污染压力,发展新能源汽车是我国汽车 产业发展的必由之路。动力电池作为能量储存及供给装置,是新能源汽车的核心部件。锂离 子电池因其高能量密度,长循环寿命,环境友好等优点成为动力电池的首选。 目前锂离子电池续航里程的提升是关注的重点,因而需要开发更高能量密度的锂 离子电池。常规三元正极材料搭配石墨负极材料,较为成熟,但能量密度提升遭遇瓶颈,因 此,高容量硅碳负极的开发备受关注。硅碳负极材料缺点在于材料膨胀系数较大,后期循环 衰减较快。目前各企业技术人员研究的重点涉及硅碳材料本身的包覆改性,使用硅碳专用 胶及导电性能优异的单壁碳纳米管等管状或纤维状导电剂,以及采用特殊的化成工艺,确 保更加致密、均匀、稳定的SEI生成等,以期尽可能降低硅碳材料膨胀程度,改善其循环性 能。
技术实现要素:
本发明的目的是提供一种可提高硅碳负极材料表面生成的SEI膜的致密性及稳定 性的改善硅碳软包锂离子电池循环寿命的化成方法。 本发明技术方案包括: 步骤一:采用温控设备对电芯进行低温静置处理,化成过程中电芯温度为:-15~15 ℃, 静置时间范围为:12h~24h; 步骤二:对电芯进行加压,加压压力为:0.3~1 Mpa; 步骤三、对电芯梯度小倍率充电: 第一阶段对电芯恒流充电:充电至可逆容量的6%~15%,充电电流范围为0.02C~0.05C; 第二阶段对电芯恒流充电:充电至可逆容量的20%~40%,充电电流范围为0.05C~0.2C; 第三阶段对电芯恒流充电:充电至可逆容量的30%~60%,充电电流范围为0.1C~0.6C; 步骤四、静置:时间为:24~48 h; 步骤五、老化:老化温度范围为25~45 ℃,时间为24~48 h; 步骤六、在真空度为-60 ~ -95 kPa下,对电芯进行抽气,抽气时间为:6~12 s,然后进 行封装,封装温度为:160~190 ℃,封装时间为:4~8 s。 所述电芯最终充电截止荷电态为70%SOC。 优选的,整个化成阶段,温度误差控制在±3℃,压力误差控制在±0.01Mpa。 与现有技术相比,本发明的有益效果为: 1、本发明通过步骤一对电芯进行低温处理,有助于在后续充电化成阶段,使SEI膜更加 致密,稳定性更强,从而进一步抑制硅碳负极循环过程中的膨胀。 3 CN 111600062 A 说 明 书 2/3 页 2、本发明通过步骤二对电芯进行加压处理,可以保证化成过程中,正负极与隔膜 接触更为紧密,有效减小锂离子的迁移路径,同时可以将化成过程中产生的气体排出,防止 气体残留至极片表面导致黑斑等异常情况。 3、本发明通过步骤三对电芯进行梯度小倍率充电,可以进一步确保生成的SEI膜 的致密性,同时可以使副反应产生的气体较为和缓,更有利于气体的充分排出,保证正负极 与隔膜的良好接触及SEI膜的均匀性和一致性。 综上,本发明提出针对硅碳软包锂离子电池,采用低温,加压,梯度小倍率充电化 成工艺,提高SEI膜的致密性、稳定性及一致性,从而一定程度上抑制硅碳负极材料循环过 程中的膨胀,提升电池循环性能。 附图说明 图1为本发明中实施例与现有技术参照例25℃,1C/1C 100%DOD循环对比图。 图中,曲线1为本发明中实施例1的循环曲线,循环690周,容量保持率衰减至80%。 曲线2为现有技术参照例的循环曲线,循环297周,容量保持率衰减至80%。通过对比发现,采 用本专利化成方法,可以明显提升硅碳软包锂离子电池循环性能。